軟件仿真與實物制作相結合的單片機教學改革

【摘 要】根據單片機課程特點及目前教學工作中存在的問題進行教學改革，可將Proteus軟件應用到課堂教學中，采用軟件仿真與實物制作相結合的教學方式，有效地提升了學生的學習效率和積極性，培養了學生處理工程問題的能力。

【關鍵詞】教學改革 Proteus軟件仿真 實物制作 學習效率

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）36-0082-01

一 單片機課程的特點

單片機是高職院校中的電子技術、機電一體化、自動化等一系列弱電專業的專業核心課程。此課程內容抽象，實踐性、綜合性較強，內容包括了硬件技術和軟件技術，對于學生和教師而言都有一定難度。本文根據高職院校的教學需要和實際情況，結合高職單片機課程教學改革，將仿真軟件應用到教學中，利用仿真軟件的直觀性和靈活性培養學生的學習興趣和創新能力。課程中還結合單片機電子產品的小制作，讓學生在掌握軟硬件的基礎上真正動手實踐做出小產品，幫助學生理解教學內容，提高教學效果。

二 單片機教學存在的問題

目前大多數高職院校在單片機類課程教學時普遍存在以下問題：（1）采用傳統教學方式，教師在多媒體教室通過多媒體授課，軟硬件介紹分割，理論實踐脫節，實訓課程才動手實踐；（2）通過實訓箱完成驗證性實驗，學生只進行接線實現功能，并不理解硬件電路；（3）實訓箱實訓題目固定，學生無法自行設計新的實驗內容，創新性不足；（4）如單純使用軟件工具畫圖仿真，學生雖然了解了硬件電路，但無法了解單片機開發應用中的工程問題，使學生缺乏分析問題解決問題的能力，很多學生學完單片機仍然不會使用。

三 軟件仿真與實物制作相結合的教學改革

針對單片機課程的特性，我們對單片機教學進行了積極探索，在處理好單片機理論教學與實踐教學關系的同時，實行了Proteus仿真與硬件電路項目制作相結合的教學改革。

第一，引入仿真技術，改進教學手段。Proteus仿真軟件是一種強大的教學工具，能真實地演示單片機運行的過程和現象，能為學生提供一個真實感較強的認知平臺。Proteus仿真軟件提供了豐富的元器件資源、儀表資源和調試手段，并具有與匯編、C51等軟件的良好接口。結合Proteus和Keil仿真軟件進行教學，可以突破傳統用單片機實訓教學板教學的局限，擴展學生的思路。軟件仿真教學具有以下特點：（1）不受硬件系統的限制，只需電腦；（2）通過仿真運行，省去了焊接電路的麻煩及因焊接原因導致的錯誤，只要電路設計，軟件編寫正確，就能得到結果，學生有成就感，能提高學習興趣；（3）能靈活搭建和設計虛擬硬件系統，進行軟件控制硬件的編程訓練，不但使學生更深入地理解了硬件電路，還使學生的創造性得到發揮；（4）不受時間和地點的限制，提高學生學習的自主性和靈活性。

第二，教學內容的設計安排。該課程將職業領域的工作過程融合在項目訓練中，分析崗位任務工作，設置為6個模塊（見下表）。把課程的知識點、技能點、項目訓練內容和職業素質的培養融入學習任務中，通過任務驅動實現教、學、做一體化。前五個模塊在老師的講授與指導下，學生通過Proteus和keil軟件獨立完成電路圖的繪制，程序編寫及仿真調試。最后一個模塊為電子產品的制作，實施過程以兩個人一小組，通過配合共同完成項目的方案設計，采用萬能板焊接硬件平臺，學生認識元器件，進行元件布局、布線、焊接電路、軟件編程、硬件排故、軟硬件調試，可以很好地達到練習硬件和軟件的目的，并培養學生的基本技能、參與意識、協作意識和自信心。

3.Proteus仿真結合實物制作的教學效果

單片機教學通過Proteus軟件仿真及硬件電路制作相結合的方式，滿足了一體化教學的要求。仿真教學，利用仿真形象、生動等特性，給學生建立直觀的形象思維，在實踐的過程中激發學生的創造性，給學生更多發揮空間，幫助學生更好地理解單片機，并且大大地提高了教學效果。而綜合應用單片機小產品的制作，讓學生避免紙上談兵的尷尬，學生根據設計好的原理圖和程序，利用Proteus仿真無誤后，在制作硬件電路，既增加解決實際問題的能力又體驗到了制作出產品的成就感。課堂教學氣氛不再沉悶，學生學習的主動性、積極性得到極大的提高；加強了學生的工程實踐能力、創新能力、團隊協作能力等綜合素質。

參考文獻

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〔責任編輯：林勁〕